第8章+岩土工程勘察[8]

1、8 岩土工程勘察岩土工程勘察 8.1 8.1 概述概述 1 1、岩土工程勘察概念、岩土工程勘察概念： 综合运用各种勘察手段和技术方法，综合运用各种勘察手段和技术方法，有效查明有效查明建筑场地的工程地质条件，建筑场地的工程地质条件，分析评价分析评价建筑场地可建筑场地可能出现的岩土工程问题，对场地地基的稳定性和能出现的岩土工程问题，对场地地基的稳定性和适宜性做出评价，为工程建设规划、设计、施工适宜性做出评价，为工程建设规划、设计、施工和正常使用和正常使用提供提供可靠地质依据。可靠地质依据。2 2、目的：、目的： 充分利于有利的自然地质条件，避开或改造充分利于有利的自然地质条件，避开或改造不利的地质

2、因素，保证工程建筑物的安全稳定、不利的地质因素，保证工程建筑物的安全稳定、经济合理和使用正常。经济合理和使用正常。3.3.工程地质勘察的任务工程地质勘察的任务 1) 查明与场地的稳定性和适宜性有关的不良地质现象。查明与场地的稳定性和适宜性有关的不良地质现象。 2) 查明场地的地层类别、成分、厚度和坡度变化等。查明场地的地层类别、成分、厚度和坡度变化等。 3) 查明场地的水文地质条件。查明场地的水文地质条件。 4) 提供满足设计、施工所需的土的物理性质和力学性提供满足设计、施工所需的土的物理性质和力学性质指标等。质指标等。 5) 在地震设防区划分场地土类型和场地类别，并进行在地震设防区划分场地土

3、类型和场地类别，并进行场地与地基的地震效应评价。场地与地基的地震效应评价。 6) 推荐承载力及变形计算参数，提出地基基础设计和推荐承载力及变形计算参数，提出地基基础设计和施工建议，尤其是不良地质现象的处理对策。施工建议，尤其是不良地质现象的处理对策。4 4、岩土工程勘察的基本特点、岩土工程勘察的基本特点：（1）研究岩土工程问题与工程建设的关系及相互）研究岩土工程问题与工程建设的关系及相互影响；影响；（2）必须用地质分析的方法详细研究建筑场地或）必须用地质分析的方法详细研究建筑场地或周围一定范围的地形地貌、地层岩性、地质构造、周围一定范围的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、自然地质作用

4、等；水文地质条件、自然地质作用等；（3）用室内和现场原位测试方法进行定量评价，）用室内和现场原位测试方法进行定量评价，提供结论性意见和可靠的设计参数，供设计和施提供结论性意见和可靠的设计参数，供设计和施工直接应用；工直接应用；（4）在分析评价基础上，提出岩土工程处理、利）在分析评价基础上，提出岩土工程处理、利用、改造的具体方案和施工方法，使工程建设更用、改造的具体方案和施工方法，使工程建设更符合经济合理、运行安全。符合经济合理、运行安全。8.28.2岩土工程勘察等级、阶段划分及勘察方法岩土工程勘察等级、阶段划分及勘察方法8.2.1 8.2.1 岩土工程勘察等级岩土工程勘察等级 按按岩土工程勘察

5、规范岩土工程勘察规范（GB50021-2001）规定，岩土工程勘察等级根据规定，岩土工程勘察等级根据工程重要性等级工程重要性等级、场地复杂程度等级场地复杂程度等级和和地基复杂程度等级地基复杂程度等级三项因素三项因素综合确定。综合确定。8.2.1.1 工程重要性等级工程重要性等级 根据工程的规模、特征以及由于岩土问题造成破坏或根据工程的规模、特征以及由于岩土问题造成破坏或影响正常使用的影响正常使用的后果后果的严重性进行划分：的严重性进行划分： 一级工程：重要工程，破坏后果很严重；一级工程：重要工程，破坏后果很严重； 二级工程：一般工程，破坏后果严重；二级工程：一般工程，破坏后果严重； 三级工程：

6、次要工程，破坏后果不严重。三级工程：次要工程，破坏后果不严重。8.2.1.2 8.2.1.2 场地复杂程度等级场地复杂程度等级 综合考虑以下五方面划分为一级、二级、三级综合考虑以下五方面划分为一级、二级、三级（1） 建筑抗震稳定性（危险地段、不利地段、有利地段）建筑抗震稳定性（危险地段、不利地段、有利地段） （2） 不良地质作用发育情况（强烈发育、一般发育、不发不良地质作用发育情况（强烈发育、一般发育、不发育）育）（3） 地质环境破坏程度（强烈破坏、一般破坏、未受破坏）地质环境破坏程度（强烈破坏、一般破坏、未受破坏）（4） 地形地貌条件（复杂、较复杂、简单）地形地貌条件（复杂、较复杂、简单）（

7、5） 地下水条件（水文地质条件复杂、基础位于地下水位地下水条件（水文地质条件复杂、基础位于地下水位以下、地下水对工程无影响）以下、地下水对工程无影响）8.2.1.3 8.2.1.3 地基复杂程度等级地基复杂程度等级分：一级地基（复杂地基）、二级地基（中等复杂地基）、分：一级地基（复杂地基）、二级地基（中等复杂地基）、三级地基（简单地基）三级地基（简单地基）先从一级开始，向二级、三级推定，以最先满足为准先从一级开始，向二级、三级推定，以最先满足为准 8.2.1.4 8.2.1.4 岩土工程勘察等级岩土工程勘察等级 综合考虑工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度三综合考虑工程重要性、场地复杂程度和

8、地基复杂程度三项因素，将岩土工程勘察等级划分为甲、乙、丙三个级别。项因素，将岩土工程勘察等级划分为甲、乙、丙三个级别。 甲级岩土工程勘察。在工程重要性、场地复杂程度和甲级岩土工程勘察。在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级。地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级。 乙级岩土工程勘察。除勘察等级为甲级和丙级以外的乙级岩土工程勘察。除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。勘察项目。 丙级岩土工程勘察。工程重要性、场地复杂程度和地丙级岩土工程勘察。工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。基复杂程度等级均为三级。 对于岩质地基，场地地质条件复杂程度是控制因素。建对

9、于岩质地基，场地地质条件复杂程度是控制因素。建造在岩质地基上的一级工程，如果场地和地基条件比较简单，造在岩质地基上的一级工程，如果场地和地基条件比较简单，勘察工作难度不大，场地复杂程度等级和地基复杂程度等级勘察工作难度不大，场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时，岩土工程勘察等级也可定为乙级。均为三级时，岩土工程勘察等级也可定为乙级。8.2.28.2.2岩土工程勘察的阶段划分岩土工程勘察的阶段划分1. 1. 选址勘察阶段选址勘察阶段 1) 搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产、当地的工搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产、当地的工程地质、岩土工程和建筑经验等资料。程地质、岩土工程和建筑经验等

10、资料。 2) 在充分搜集和分析已有资料的基础上，通过踏勘了在充分搜集和分析已有资料的基础上，通过踏勘了解场地的地层、构造、岩性、不良地质作用和地下水等工解场地的地层、构造、岩性、不良地质作用和地下水等工程地质条件程地质条件。 3) 当已有资料不能满足要求时，应根据具体情况进行当已有资料不能满足要求时，应根据具体情况进行工程地质测绘和必要的勘探工作。工程地质测绘和必要的勘探工作。 4) 当有两个或两个以上拟选场地时，应进行比较分析。当有两个或两个以上拟选场地时，应进行比较分析。在选址时，宜避开下列地段：在选址时，宜避开下列地段：1) 不良地质现象发育且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁。不良地质现

11、象发育且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁。2) 地基土性质严重不良。地基土性质严重不良。3) 对建筑抗震不利。对建筑抗震不利。4) 洪水或地下水对建筑场地有严重不良影响洪水或地下水对建筑场地有严重不良影响。5) 地下有未开采的有价值的矿藏或未稳定的地下采空区。地下有未开采的有价值的矿藏或未稳定的地下采空区。2. 初步勘察阶段初步勘察阶段 这一阶段的勘察应符合初步设计或扩大初步设计的要求。这一阶段的勘察应符合初步设计或扩大初步设计的要求。其主要任务是对拟建建筑地段的稳定性作出评价。其主要任务是对拟建建筑地段的稳定性作出评价。 3. 详细勘察阶段详细勘察阶段 详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细

12、的岩土详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基做工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基做出岩土工程评价，并对地基类型、基础形式、地基处理、出岩土工程评价，并对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。 4. 施工勘察阶段施工勘察阶段 视工程的实际需要而定视工程的实际需要而定 一般房屋建筑工程（如在城市规划中都已确定了建楼一般房屋建筑工程（如在城市规划中都已确定了建楼房的具体位置了）都是一步到位，直接进行详细勘察房的具体位置了）都是一步到位，直接进行详

13、细勘察8.2.3 8.2.3 岩土工程勘察方法岩土工程勘察方法 工程地质测绘与调查工程地质测绘与调查 勘探与取样勘探与取样 原位测试与室内试验原位测试与室内试验 现场检验与监测现场检验与监测 （ 勘察资料的室内整理）勘察资料的室内整理） 是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行。在可行性研究勘察阶段和初步勘察阶期阶段进行。在可行性研究勘察阶段和初步勘察阶段，段，工程地质测绘和调查能发挥其重要的作用。工程地质测绘和调查能发挥其重要的作用。采采用搜集资料、调查访问、地质测量、遥感解译等方用搜集资料、调查访问、地质测量、遥感解译等方法，查明场地的工程

14、地质要素，并绘制相应的工程法，查明场地的工程地质要素，并绘制相应的工程地质图件。地质图件。8.3 8.3 工程地质测绘与调查工程地质测绘与调查 8.3.1 8.3.1 工程地质测绘和调查主要内容工程地质测绘和调查主要内容1. 工程地质测绘与调查范围工程地质测绘与调查范围 工程地质测绘与调查范围要求包括场地及其附近地段。工程地质测绘与调查范围要求包括场地及其附近地段。一般情况下、测绘范围应大于建筑占地面积，但也不宜过一般情况下、测绘范围应大于建筑占地面积，但也不宜过大，以解决实际问题的需要为前题。大，以解决实际问题的需要为前题。 应考虑的因素有：应考虑的因素有：(1)建筑类型和规模、设计阶段；建

15、筑类型和规模、设计阶段；(2)工程地质条件复杂程度。工程地质条件复杂程度。2. 2. 工程地质测绘比例尺工程地质测绘比例尺 1 1）可行性研究勘察、城市规划或工业布局时，可选用可行性研究勘察、城市规划或工业布局时，可选用1:50001:50000的小比例尺；初步勘察可选用的小比例尺；初步勘察可选用1:20001:10000的中比例尺；详细勘察可选用的中比例尺；详细勘察可选用1:5001:2000的大比的大比例尺；例尺；2)2)条件复杂时，比例尺可适当放大条件复杂时，比例尺可适当放大;3)3) 地质界线和地质观测点的测绘精度，在图上的误差地质界线和地质观测点的测绘精度，在图上的误差不应超过不应超

16、过3mm。3. 工程地质测绘主要内容工程地质测绘主要内容地貌条件地貌条件地层岩性地层岩性地质构造与地应力地质构造与地应力水文地质条件水文地质条件不良地质现象不良地质现象人类工程活动人类工程活动已有建筑物已有建筑物工程地质测工程地质测绘主要内容绘主要内容8.3.2 8.3.2 工程地质测绘方法工程地质测绘方法1. 1. 像片成图法像片成图法 像片成图法是利用地面摄影或航空像片成图法是利用地面摄影或航空（卫星）拍摄的像片，先在室内根据判（卫星）拍摄的像片，先在室内根据判释标志，并结合所掌握的区域地质资料，释标志，并结合所掌握的区域地质资料，确定出地层岩性、地质构造、地貌、水确定出地层岩性、地质构造

17、、地貌、水系及不良地质现象等，描绘在单张像片系及不良地质现象等，描绘在单张像片上。然后在像片上选择需要调查的若干上。然后在像片上选择需要调查的若干点和路线，据此去实地进行调查、校对点和路线，据此去实地进行调查、校对修正、补充。最后，将结果转绘成工程修正、补充。最后，将结果转绘成工程地质图。地质图。航空摄影测量示意航空摄影测量示意 2. 2. 实地测绘法实地测绘法(1) (1) 路线法路线法 沿着一些选择的路线，穿越测绘场地，将沿线所测绘或沿着一些选择的路线，穿越测绘场地，将沿线所测绘或调查的地层、构造、地质现象、水文地质、地质界线和地貌调查的地层、构造、地质现象、水文地质、地质界线和地貌等填绘

18、在地形图上。等填绘在地形图上。(2) (2) 布点法布点法 根据地质条件复杂程度和测绘比例尺的要求，预先在地形根据地质条件复杂程度和测绘比例尺的要求，预先在地形图上布置一定数量的观测路线和观测点。图上布置一定数量的观测路线和观测点。 (3) 追索法追索法 沿地层走向或某一地质构造线，或某些不良地质现象界线沿地层走向或某一地质构造线，或某些不良地质现象界线进行布点追索，主要目的是查明局部的工程地质问题。追索法进行布点追索，主要目的是查明局部的工程地质问题。追索法是一种辅助方法。是一种辅助方法。光学经纬仪光学经纬仪精密水准仪精密水准仪 钻探是钻探是指在地表上用钻头钻进地层的勘探方法指在地表上用钻头

19、钻进地层的勘探方法。钻钻探是勘探方法中应用最广泛的一种，它探是勘探方法中应用最广泛的一种，它采用钻探机具向地采用钻探机具向地下钻孔，用以鉴别和划分地层、测定地下水位，并采取原下钻孔，用以鉴别和划分地层、测定地下水位，并采取原状土样和水样以供室内试验，确定土的物理、力学性质指状土样和水样以供室内试验，确定土的物理、力学性质指标和地下水的化学成分。标和地下水的化学成分。 钻探的钻进方式：钻探的钻进方式：回转式、冲击式、振动式、冲洗式回转式、冲击式、振动式、冲洗式四种。每种方法各有独自特点，分别适用于不同的地层。四种。每种方法各有独自特点，分别适用于不同的地层。 8.4 工程地质勘探工程地质勘探 工

20、程地质勘探常用方法有：工程地质勘探常用方法有：钻探、井探、槽探、钻探、井探、槽探、洞探和地球物理勘探洞探和地球物理勘探等。主要用来查明地下岩土的等。主要用来查明地下岩土的性质、分布及地下水等条件并利用勘探工程取样和性质、分布及地下水等条件并利用勘探工程取样和进行原位测试及监测。进行原位测试及监测。 8.4.1 工程地质钻探工程地质钻探表表8-1 8-1 钻探方法适用范围钻探方法适用范围注：注：“+ +”+ +”表示适用，表示适用，“+”+”表示部分适用，表示部分适用，“”表示不适用表示不适用 勘察的勘探点布置，应符合下列规定：勘察的勘探点布置，应符合下列规定： 详细详细布置于建筑场地中的钻孔，

21、一般分为布置于建筑场地中的钻孔，一般分为技术性孔和鉴别技术性孔和鉴别孔两类。技术性孔要占三分之一以上。孔两类。技术性孔要占三分之一以上。1 1）勘探点宜按建筑物周边和角点布置，对无特殊要求的其他建）勘探点宜按建筑物周边和角点布置，对无特殊要求的其他建筑物可按建筑物或建筑群的范围布置；筑物可按建筑物或建筑群的范围布置；2 2）同一建筑范围内的主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时，）同一建筑范围内的主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时，应加密勘探点，查明其变化；应加密勘探点，查明其变化；3 3）重大设备基础应单独布置勘探点；重大的动力机器基础和高）重大设备基础应单独布置勘探点；重大的动力机器基础和

22、高耸构筑物，勘探点不宜少于耸构筑物，勘探点不宜少于3 3个；个；4 4）单栋高层建筑勘探点，应满足对地基均匀性评价的要求，且）单栋高层建筑勘探点，应满足对地基均匀性评价的要求，且不能少于不能少于4 4个；个；5)5)勘探手段宜采用钻探与触探相配合，在复杂地质条件、湿陷性勘探手段宜采用钻探与触探相配合，在复杂地质条件、湿陷性土、膨胀岩土、风化岩和残积土地区，宜布置适量探井。土、膨胀岩土、风化岩和残积土地区，宜布置适量探井。 详细勘察的勘探深度自基础底面算起，应符合详细勘察的勘探深度自基础底面算起，应符合下列规定：下列规定： 1 1）勘探孔深度应能控制地基主要受力层，当基础底面宽）勘探孔深度应能控

23、制地基主要受力层，当基础底面宽度不大于度不大于5 5米时，勘探孔的深度对条形基础不应小于基础底米时，勘探孔的深度对条形基础不应小于基础底面宽度的面宽度的3 3倍，对单独柱基不应小于倍，对单独柱基不应小于1.51.5倍，且不应小于倍，且不应小于5 5米；米； 2 2）对高层建筑和需作变形计算的地基，控制性勘探孔的深）对高层建筑和需作变形计算的地基，控制性勘探孔的深度应超过地基变形计算深度，高层建筑的一般性勘探孔应达到度应超过地基变形计算深度，高层建筑的一般性勘探孔应达到基底下基底下0.50.5.0.0倍的基础宽度，并深入稳定分布的地层；倍的基础宽度，并深入稳定分布的地层； 3 3）对仅有地下室的

24、建筑或高层建筑的裙房，当不能满足抗）对仅有地下室的建筑或高层建筑的裙房，当不能满足抗浮设计要求，需设置抗浮桩或锚杆时，勘探孔深度应满足抗拔浮设计要求，需设置抗浮桩或锚杆时，勘探孔深度应满足抗拔承载力评价的要求；承载力评价的要求； 4 4）当有大面积地面堆载或软弱下卧层时，应适当加深控制）当有大面积地面堆载或软弱下卧层时，应适当加深控制性勘探孔的深度。性勘探孔的深度。 在茂名地区习惯都钻至基岩，中风化或微风化岩层在茂名地区习惯都钻至基岩，中风化或微风化岩层3-53-5米米 在地基勘察中，对岩土层的钻探有如下具体要求：在地基勘察中，对岩土层的钻探有如下具体要求： 1 1）钻进深度、岩土分层深度的量

25、测误差范围应为钻进深度、岩土分层深度的量测误差范围应为0.05。2)2)非连续取芯钻进的回次进尺，对螺旋钻探应在非连续取芯钻进的回次进尺，对螺旋钻探应在1m以以内，对岩芯钻探应在内，对岩芯钻探应在2m以内。以内。 3) 对鉴别地层天然湿度的钻孔，在地下水位以上应进行对鉴别地层天然湿度的钻孔，在地下水位以上应进行干钻。当必须加入或使用循环液时，应采用双层岩芯管钻干钻。当必须加入或使用循环液时，应采用双层岩芯管钻进。进。 4) 岩芯钻探的岩芯采取率，对完整和较完整的岩体不应岩芯钻探的岩芯采取率，对完整和较完整的岩体不应低于低于80%,对较破碎和破碎岩石不应低于对较破碎和破碎岩石不应低于65%. 勘

26、探浅部地层可采用小口径麻花钻钻进、小口径勺形勘探浅部地层可采用小口径麻花钻钻进、小口径勺形钻钻进、洛阳铲钻进等。钻钻进、洛阳铲钻进等。 取原状土样的注意事项：取原状土样的注意事项：1.分层取样，持力层及下卧层不少于分层取样，持力层及下卧层不少于6件；件；2.为保证土样少受扰动，必须采用薄壁取土器，用重为保证土样少受扰动，必须采用薄壁取土器，用重锤取样；锤取样；3.选择合理的钻进方法，并考虑以下几点原则：选择合理的钻进方法，并考虑以下几点原则： 在结构性敏感土层和较疏松砂层中需要采用在结构性敏感土层和较疏松砂层中需要采用回转钻进，而不得采用冲击钻进；回转钻进，而不得采用冲击钻进； 以泥浆护孔，可

27、以减少扰动；以泥浆护孔，可以减少扰动； 取土钻孔的孔径要适当，取土器与孔壁之间取土钻孔的孔径要适当，取土器与孔壁之间要有一定的空隙，避免取土器切削孔壁，挤进过多要有一定的空隙，避免取土器切削孔壁，挤进过多的废土；的废土； 取土前的一次钻进不宜过深，以免下部拟取取土前的一次钻进不宜过深，以免下部拟取土样部位的土层受扰动。土样部位的土层受扰动。 钻孔的记录和编录应符合下列要求钻孔的记录和编录应符合下列要求： 1）野外记录应由经过专业训练的人员承担野外记录应由经过专业训练的人员承担;记录记录应真实及时，按钻进回次逐段填写，严禁事后追记。应真实及时，按钻进回次逐段填写，严禁事后追记。 2）钻探现场可采

28、用肉眼鉴别和手触方法，有条钻探现场可采用肉眼鉴别和手触方法，有条件可采用微型贯入仪等定量化、标准化的方法。件可采用微型贯入仪等定量化、标准化的方法。 3）钻探成果可用于钻孔野外柱状图或分层记录钻探成果可用于钻孔野外柱状图或分层记录表示；岩土芯样可根据要求保存一定期限或长期保表示；岩土芯样可根据要求保存一定期限或长期保存，亦可拍摄岩芯、土芯彩照纳入勘察成果资料存，亦可拍摄岩芯、土芯彩照纳入勘察成果资料。8.4.2 8.4.2 井探、槽探井探、槽探 当钻探方法难以准确查明地下情况时，可采用探井、探当钻探方法难以准确查明地下情况时，可采用探井、探槽进行勘探。利用井探、槽探可以直接观察地层结构的变槽进

29、行勘探。利用井探、槽探可以直接观察地层结构的变化，取得准确的资料和采取原状土样。化，取得准确的资料和采取原状土样。槽探槽探常用来了解地质构造线，断裂破碎带的宽度、地常用来了解地质构造线，断裂破碎带的宽度、地层分界线、岩脉宽度及其延伸方向和采取原状土样等。层分界线、岩脉宽度及其延伸方向和采取原状土样等。井探井探主要用来查明覆盖层的厚度和性质、滑动面、断主要用来查明覆盖层的厚度和性质、滑动面、断面、地下水位以及采取原状土样等。面、地下水位以及采取原状土样等。 对探井、探槽除文字描述记录外，尚应以剖面图、展示对探井、探槽除文字描述记录外，尚应以剖面图、展示图等反映井、槽壁和底部的岩性、地层分界、构造

30、特征、图等反映井、槽壁和底部的岩性、地层分界、构造特征、取样和原位试验位置，并辅以代表性部位的彩色照片。取样和原位试验位置，并辅以代表性部位的彩色照片。 8.4.3 8.4.3 地球物理勘探地球物理勘探 地球物理勘探简称物探。地球物理勘探简称物探。它是利用仪器在地面、空中、它是利用仪器在地面、空中、水上测量物理场的分布情况，通过对测得的数据进行分析水上测量物理场的分布情况，通过对测得的数据进行分析判释，并结合有关的地质资料推断地质性状的勘探方法。判释，并结合有关的地质资料推断地质性状的勘探方法。 工程地质勘察可在下列方面使用物探：工程地质勘察可在下列方面使用物探： 1) 作为钻探的先行手段，了

31、解隐蔽的地质界线、界面或作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界线、界面或异常点。异常点。 2) 作为钻探的辅助手段，在钻孔之间增加地球物理勘作为钻探的辅助手段，在钻孔之间增加地球物理勘察点，为钻探成果的内插、外推提供依据。察点，为钻探成果的内插、外推提供依据。 3) 作为原位测试手段，测定岩土体的波速、动弹性模作为原位测试手段，测定岩土体的波速、动弹性模量、动剪切模量、卓越周期、电阻率、放射性辐射参数、量、动剪切模量、卓越周期、电阻率、放射性辐射参数、土对金属的腐蚀等参数。土对金属的腐蚀等参数。 应用地球物理勘探应具备的条件：应用地球物理勘探应具备的条件： 1)1)被探测对象与周围介质之间有明显

32、的物理性质差异。被探测对象与周围介质之间有明显的物理性质差异。2)2)被探测对象具有一定的埋藏深度和规模，且地球物理被探测对象具有一定的埋藏深度和规模，且地球物理异常有足够的强度。异常有足够的强度。3)3)能抑制干扰，区分有用信号和干扰信号。能抑制干扰，区分有用信号和干扰信号。4)4)在有代表性地段进行方法的有效性试验。在有代表性地段进行方法的有效性试验。 常用的工程物探方法有：常用的工程物探方法有：电法、电磁法、地震波法和声电法、电磁法、地震波法和声波法、地球物理测井波法、地球物理测井等。其中采用最多的是电法。等。其中采用最多的是电法。 不同岩土具有不同的导电性，因而具有不同的电阻率。不同岩

33、土具有不同的导电性，因而具有不同的电阻率。各类岩土的电各类岩土的电 阻率见表阻率见表8-2。岩土类别电阻率Wm0100101102103104105106岩浆岩变质岩致密灰岩沉积岩粘土软页岩硬页岩砂砂岩多孔灰岩表表8-2 8-2 各类岩土电阻率变化范围表各类岩土电阻率变化范围表静力触探及地震勘探8.5 8.5 现场原位测试现场原位测试 指在岩土层原来所处的位置上指在岩土层原来所处的位置上，基本保持其天然结构、基本保持其天然结构、天然含水量及天然应力状态下天然含水量及天然应力状态下进行测试的技术进行测试的技术。8.5.18.5.1载荷试验载荷试验 试验设备有三个部分：加荷与加荷与传压装置、传压装

34、置、变形观测系变形观测系统、承压板统、承压板(图8-5)。图8-5 堆载-千斤顶静载荷试验示意图1堆载 2 排钢梁 3 钢梁 4 千斤顶 5 百分表 6 基准梁 7 基准桩 8 地锚 9 支墩1. 1. 浅层平板载荷试验装置和基本技术要求浅层平板载荷试验装置和基本技术要求 在有代表性的地点整平场地开挖试坑在有代表性的地点整平场地开挖试坑，试坑底面宽度试坑底面宽度不小于承压板直径或宽度的不小于承压板直径或宽度的3倍。倍。 荷载应分级施加，荷载应分级施加，加荷分级不应小于加荷分级不应小于8级级，最大加载量最大加载量不应小于设计要求的两倍不应小于设计要求的两倍。 每施加一级荷载待每施加一级荷载待沉降

35、速率达到相对稳定沉降速率达到相对稳定后再加下一后再加下一级荷载。级荷载。2. 2. 浅层平板载荷试验成果的应用浅层平板载荷试验成果的应用 根据载荷试验结果，可绘制根据载荷试验结果，可绘制压力压力(p)与稳定沉降量与稳定沉降量(s)的关系曲线。关系曲线。(1) (1) 确定地基承载力的特征值确定地基承载力的特征值(2) (2) 确定地基土变形模量确定地基土变形模量E E0 0Ps曲线式中I0 刚性承压板的形状系数，圆形承压板取0.785,方形承 压板取0.886;m土的泊松比，碎石土取0.27,砂土取0.30，粉土取0.35, 粉质粘土取0.38,粉土取0.42;b承压板的边长或直径;P、s相应

36、于地基承载力特征的荷载及其所对应的沉降 的特征值。bspIE)1 (200m8.5.2 静力触探试验静力触探试验 静力触探是通过一定的机械装备，静力触探是通过一定的机械装备，将一个内部有将一个内部有传感器的传感器的金属探头用金属探头用准静力匀速准静力匀速压入土层中，由于地压入土层中，由于地层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力自然也不一层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力自然也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪表记录下来，并绘制出入到记录仪表记录下来，并绘制出随深度的变化曲线随深度的变化曲线。 根据贯入阻力与土的工程地质性质

37、之间的根据贯入阻力与土的工程地质性质之间的定性定性关关系和统计相关关系系和统计相关关系， 通过触探曲线分析，即可达到对通过触探曲线分析，即可达到对复杂土体复杂土体进行地层划分、获得地基承载力和弹性进行地层划分、获得地基承载力和弹性模量、变形模量等指标，选择桩尖持力层和预模量、变形模量等指标，选择桩尖持力层和预估单桩承载力估单桩承载力等岩土工程勘察的目的。等岩土工程勘察的目的。 适用于软弱土至中软土：如一般粘性土、粉土适用于软弱土至中软土：如一般粘性土、粉土，松松稍密砂土及含少量碎石的土层。稍密砂土及含少量碎石的土层。 1.1.静力触探试验仪器设备及技术要求静力触探试验仪器设备及技术要求设备组成

38、：触探头、触探杆和记录器触探头、触探杆和记录器。 单桥探头单桥探头(图8-7)：只能测量一个参数，即比贯入阻力ps，分辨率(精度)较低。Apps（8-5）式中A探头截面积(m2)。图8-7 单桥探头结构示意图1四心电缆 2 密封圈 3 探头管4 防水塞5 外套管6 导线7 空心柱 8 电阻片 9 防水盘根 10 顶柱a 探头锥角 F 探头锥底直径 L 有效侧壁长度图8-8 双桥探头工作原理示意图1贯入力 2 空心柱 3 侧壁摩阻力 4 电阻片 5 顶柱 6 锥尖阻力7 探头套 8 探头管双桥探头双桥探头(图图8-8)：可以同时测量锥尖阻力Qc和侧壁阻力fs，分辨率较高。AQqcc（8-5）sf

39、sFPf （8-5）式中Fs外套筒总侧面积(m2)。根据根据锥尖阻力qc和侧壁阻力fs，可计算同一深度处的摩阻比Rf%100csfqfR（8-6）2. 2. 静力触探试验成果的应用静力触探试验成果的应用 静力触探实验的成果有：比贯入阻力静力触探实验的成果有：比贯入阻力-深度深度(Ps-h)关系曲线关系曲线(图图8-9a);锥尖阻力锥尖阻力-深度深度(qc-h)关系曲线和侧壁阻力关系曲线和侧壁阻力-深度深度(fs-h)关关系曲线系曲线(图图8-9b);摩阻比摩阻比-深度深度(Rf-h)关系曲线关系曲线(图图8-9c)等。等。 静力触探实验成果的主要应用静力触探实验成果的主要应用：(1) (1)

40、划分土层界线划分土层界线 根据贯入曲线的线型特征，根据贯入曲线的线型特征，并结合相邻钻孔资料和地区经验，并结合相邻钻孔资料和地区经验，可以来划分土层。应注意不同土可以来划分土层。应注意不同土层处的超前或滞后现象层处的超前或滞后现象(图图8-10)。图8-10 不同土层界线处的超前和滞后(2) (2) 评定地基土的强度参数评定地基土的强度参数 探头锥尖阻力基本上与粘性土的不排水抗剪强度呈某探头锥尖阻力基本上与粘性土的不排水抗剪强度呈某种确定的函数关系。其典型的实用关系见表种确定的函数关系。其典型的实用关系见表8-3。 根据静力触探比贯入阻力，按表根据静力触探比贯入阻力，按表8-4可估算砂土内摩可

41、估算砂土内摩擦角擦角j j。实用关系式适用条件来 源Cu=0.071qc + 1.28Cu=0.039qc + 2.7Cu=0.0308ps + 4.0Cu=0.0696ps 2.7Cu=0.1qcCu=0.105qcqc 700kPa的滨海相软土qc 800kPaps =100-1500kPa新港软粘土ps =300-1200kPa饱和软粘土j =0纯粘土同济大学铁道部一般设计研究院武汉静探联合组日本Meyerhof表8-3 用静力触探估算粘性土的不排水抗剪强度(单位:kPa)1.02.03.04.06.011.015302931323334363739Ps / MPaj / ( )表8-4

42、 用静力触探比贯入阻力Ps 估算砂土内摩擦角j 8.5.3 圆锥动力触探圆锥动力触探 圆锥动力触探圆锥动力触探是利用一定质量的重锤，是利用一定质量的重锤，以一定的高度的自由落距，将标准规格的圆锥以一定的高度的自由落距，将标准规格的圆锥探头贯入土中，根据打入土中一定距离所需的探头贯入土中，根据打入土中一定距离所需的锤击数来判断土力学特性。锤击数来判断土力学特性。 圆锥动力触探适用于强风化、全风化的硬圆锥动力触探适用于强风化、全风化的硬质岩石、各种软质岩石及各类土。按锤击能量，质岩石、各种软质岩石及各类土。按锤击能量，可将圆锥动力触探分为可将圆锥动力触探分为轻型、重型、超重型轻型、重型、超重型三三

43、种种,其中，其中，轻型适用于一般黏性土及素填土，轻型适用于一般黏性土及素填土，特别适用于软土；重型适用于砂土及碎石土；特别适用于软土；重型适用于砂土及碎石土；超重型适用于卵石、砾石类土。超重型适用于卵石、砾石类土。 优点优点是设备简单、操作方便、是设备简单、操作方便、工效较高、适应性广，并具有工效较高、适应性广，并具有连续贯入的特性。连续贯入的特性。 缺点缺点是不能采样对土进行直是不能采样对土进行直接鉴别描述，实验误差较大，接鉴别描述，实验误差较大，直观性差。直观性差。 轻型圆锥动力触探仪器示意轻型圆锥动力触探仪器示意图图(图图8-11)。图图8-11 8-11 轻便触探设备轻便触探设备1 1

44、穿心锤穿心锤 2 2 锤垫锤垫 3 3 触触探杆探杆 4 4 尖锤头尖锤头表8-5 圆锥动力触探类型 1.圆锥动力触探试验技术要求圆锥动力触探试验技术要求 1)采用自动落锤装置； 2)触探杆最大偏斜度不应超过，锤击贯入应连续进行；同时防止锤击偏心、探杆倾斜和侧向晃动，保持探杆垂直度；锤击速率宜为1530击/min； 3)每贯入m，宜将探杆转动一圈半；当贯入深度超过10m，每贯入50cm宜转动探杆一次； 4)对轻型动力触探，当N10100或贯入15cm锤击数超过50时，可停止试验；对重型动力触探，当连续三次63.550时，可停止试验或改用超重型动力触探。 2. 2. 圆锥动力触探试验成果的应用圆

45、锥动力触探试验成果的应用 圆锥动力触探试验成果主要是：圆锥动力触探试验成果主要是：锤击次数与贯入深锤击次数与贯入深度关系曲线。度关系曲线。 (1) (1) 确定地基土承载力确定地基土承载力 重型圆锥动力触探在我国已有近重型圆锥动力触探在我国已有近50年的应用经验，各年的应用经验，各地积累了大量资料。铁道部第二勘测设计院通过筛选，采地积累了大量资料。铁道部第二勘测设计院通过筛选，采用了用了59组对比数据，经修正组对比数据，经修正(表表8-6)，统计分析了与地基承，统计分析了与地基承载力的关系载力的关系(表表8-7)。 (2) (2) 评介碎石土的密实度评介碎石土的密实度 根据实验锤击数，可按表根

46、据实验锤击数，可按表(8-8)把碎石土密实度划分为松把碎石土密实度划分为松散、稍密、中密、密实四种状态。散、稍密、中密、密实四种状态。8.5.4 标准贯入试验标准贯入试验(SPT) 标准贯入试验实质上仍属于动力触探类型之一，所不同者，其触探头不是圆锥形探头，而是标准规格而是标准规格的圆筒形探头的圆筒形探头(由两个半圆管合成的取土器由两个半圆管合成的取土器)，称之为，称之为贯入器。贯入器。 标准贯入试验是用63.50.5kg的穿心锤的穿心锤，以762.0cm的自由落距的自由落距，将标准规格的标准贯入器在孔底预打预打入土中入土中15cm，然后测记再打入测记再打入30cm的锤的锤击数击数，并把此锤击

47、数作为标准贯入试验的锤击数标准贯入试验的锤击数N。 该试验主要适用于一般黏性土、粉土和砂土主要适用于一般黏性土、粉土和砂土，不适用于软塑流塑的软土（N小于1击）。 标准贯入试验仪器主要有三标准贯入试验仪器主要有三部分组成：部分组成：标准贯入器、钻杆标准贯入器、钻杆以以及及穿心锤穿心锤(图图8-12)。设备规格如。设备规格如表表8-9所示。所示。 图图8-12 8-12 标准贯入试验设备标准贯入试验设备1 1穿心锤穿心锤 2 2锤垫锤垫 3 3钻杆钻杆 4 4贯入贯入器头器头 5 5出水孔出水孔 6 6由两半圆形管并合由两半圆形管并合而成的贯入器身而成的贯入器身 7 7 贯入器靴贯入器靴 标准贯

48、入试验的标准贯入试验的优点优点在于：在于：操作简单，设备简单，土层的适操作简单，设备简单，土层的适应性广，而且通过贯入器可以采应性广，而且通过贯入器可以采取扰动土样，对它进行直接鉴别取扰动土样，对它进行直接鉴别描述和有关的室内土工试验。描述和有关的室内土工试验。表表8-9 8-9 标准贯入试验设备规格标准贯入试验设备规格 标准贯入试验的技术要求标准贯入试验的技术要求 （1）钻进方法：宜采用回转钻进法，当钻进方法：宜采用回转钻进法，当钻进至试验标高以上钻进至试验标高以上15cm外，应停止钻进。外，应停止钻进。消除孔底残土后再进行试验。消除孔底残土后再进行试验。 （2）标准贯入试验所用的钻杆应定期

49、检标准贯入试验所用的钻杆应定期检查，钻杆相对弯曲查，钻杆相对弯曲1%。 （3）标准贯入试验应采用自动脱钩的自标准贯入试验应采用自动脱钩的自由落锤法，并减少导向杆与锤间的摩阻力，由落锤法，并减少导向杆与锤间的摩阻力，避免锤击时的偏心和侧向晃动，锤击速率避免锤击时的偏心和侧向晃动，锤击速率应小于应小于30击击/min。 （4 4）贯入器打入土中贯入器打入土中15cm后，开始记录每打后，开始记录每打入入10cm的锤击数，累计打入的锤击数，累计打入30cm的锤击数为标准的锤击数为标准贯入试验锤击数贯入试验锤击数N。当累计数已达。当累计数已达50击而贯入度未击而贯入度未达达30cm，应终止试验，记录实际

50、贯入深度，应终止试验，记录实际贯入深度D Ds及累及累计锤击数计锤击数n。按下式换算成贯入。按下式换算成贯入30cm的锤击数的锤击数N：sND5030（8-9）标准贯入试验锤击数N密实度密实度N1010N151530松松散散稍稍密密中中密密密密实实表表8-10 8-10 砂土的密实度砂土的密实度 标准贯入试验锤击数，可以用来评介砂土密实标准贯入试验锤击数，可以用来评介砂土密实程度程度(表表8-10)。结合地区经验还可以确定地基土承。结合地区经验还可以确定地基土承载力，判定粘性土的稠度状态以及评价砂土、粉土载力，判定粘性土的稠度状态以及评价砂土、粉土的液化势等。的液化势等。8.6 8.6 现场检

51、验与监测现场检验与监测 现场检验与监测是岩土工程中的一个重要环节，现场检验与监测是岩土工程中的一个重要环节，它与勘察、设计、施工一起，构成了岩土工程的完它与勘察、设计、施工一起，构成了岩土工程的完整体系。整体系。其目的在于保证工程的质量和安全，提高其目的在于保证工程的质量和安全，提高工程效益。工程效益。 现场检验指的是在施工阶段根据施工揭露的地现场检验指的是在施工阶段根据施工揭露的地质情况，对工程勘察成果和评价建议等进行的检查质情况，对工程勘察成果和评价建议等进行的检查校核。校核。 现场监测是指对施工过程中及完成后由于施工运营的影现场监测是指对施工过程中及完成后由于施工运营的影响而引起岩石性状

52、和周围环境条件发生变化进行的各种观响而引起岩石性状和周围环境条件发生变化进行的各种观测工作测工作。现场监测的目的是了解由于施工引起的影响程度现场监测的目的是了解由于施工引起的影响程度以及监视其变化和发展规律，以便及时在设计、施工上采以及监视其变化和发展规律，以便及时在设计、施工上采取相应的防治措施。取相应的防治措施。8.6.1 8.6.1 地基基础检验和检测地基基础检验和检测1. 1. 天然地基基坑检验天然地基基坑检验 当施工单位将基槽开挖完毕后，由勘察、设计、当施工单位将基槽开挖完毕后，由勘察、设计、施工和使用单位四方面技术负责人共同到施工现场施工和使用单位四方面技术负责人共同到施工现场进行

53、验槽。进行验槽。(1) (1) 验槽目的验槽目的 1)1) 检验有限的钻孔与实际全面开挖的地基是否检验有限的钻孔与实际全面开挖的地基是否一致，勘察报告的结论与建议是否准确。一致，勘察报告的结论与建议是否准确。2)2)根据基槽开挖实际情况，研究解决发现的根据基槽开挖实际情况，研究解决发现的问题和勘察报告遗留的问题。问题和勘察报告遗留的问题。 (2) 验槽的基本内容验槽的基本内容 1) 核对基槽开挖平面位置和槽底标高是否与勘核对基槽开挖平面位置和槽底标高是否与勘察、设计要求相符。察、设计要求相符。 2) 检验槽底持力层土质与勘探是否相符。检验槽底持力层土质与勘探是否相符。 3)3)当基槽土质显著不

54、均匀或局部有古井、坟穴当基槽土质显著不均匀或局部有古井、坟穴时，可用钎探（轻便触探）查明平面范围与深度。时，可用钎探（轻便触探）查明平面范围与深度。4)4)研究决定地基基础方案是否有必要修改或作研究决定地基基础方案是否有必要修改或作局部处理。局部处理。(3) (3) 验槽的方法验槽的方法 1)1)观察验槽。观察验槽。2)2)夯、拍验槽。夯、拍验槽。3)3)轻便触探验槽。轻便触探验槽。支护结构的变形。支护结构的变形。基坑周边的地面变形。基坑周边的地面变形。基基坑坑工工程程监监测测邻近工程和地下施设的变形。邻近工程和地下施设的变形。地下水位。地下水位。渗漏、冒水、冲刷、管涌等情况。渗漏、冒水、冲刷

55、、管涌等情况。2. 2. 基坑工程监测基坑工程监测 基坑工程监测方案，应根据场地条件基坑工程监测方案，应根据场地条件和开挖之后的施工设计确定，并应包括下和开挖之后的施工设计确定，并应包括下列内容：列内容：3. 3. 沉降观测沉降观测 根据根据岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(GB500212001)规定，下规定，下列建筑物应进行沉降观测。列建筑物应进行沉降观测。 1)1)地基基础设计等级为甲级的建筑物。地基基础设计等级为甲级的建筑物。2)2)不均匀地基或软弱地基上的乙级建筑物。不均匀地基或软弱地基上的乙级建筑物。3)3)加层、接建、邻近开挖、堆载等，使地基应加层、接建、邻近开挖、堆载等，使地基

56、应力发生显著变化的工程。力发生显著变化的工程。4) 因抽水等原因，地下水位发生急剧变化的工因抽水等原因，地下水位发生急剧变化的工程。程。 5) 其他有关规范规定需做沉降观测的工程。其他有关规范规定需做沉降观测的工程。 建筑物沉降观测应注意的要点：建筑物沉降观测应注意的要点： 1)1)基准基点的设置以保证其稳定可靠为原则，基准基点的设置以保证其稳定可靠为原则，故宜布置在基岩上，或设置在压缩性较低的土层上。故宜布置在基岩上，或设置在压缩性较低的土层上。2)2)在一个观测区内，水准基点不应少于在一个观测区内，水准基点不应少于3个。个。观观测点的布置应全面反应建筑物的变形并结合地质情测点的布置应全面反

57、应建筑物的变形并结合地质情况确定。数量不宜少于况确定。数量不宜少于6个。个。3)3)水准测量宜采用精密水平仪和钢尺。水准测量宜采用精密水平仪和钢尺。 对下列情况应进行不良地质作用和地质灾害的监测：对下列情况应进行不良地质作用和地质灾害的监测：1)1)场地及其附近有不良地质作用或地质灾害，并可场地及其附近有不良地质作用或地质灾害，并可能危及工程的安全或正常使用时；能危及工程的安全或正常使用时；2)2)工程建设和运行，可能加速不良地质作用的发展工程建设和运行，可能加速不良地质作用的发展或引发地质灾害时；或引发地质灾害时；3)3)工程建设和运行，对附近环境可能产生显著不良工程建设和运行，对附近环境可

58、能产生显著不良影响时。影响时。 8.6.28.6.2 不良地质作用和地质灾害的监测不良地质作用和地质灾害的监测岩溶土洞发育区应着重监测下列内容：岩溶土洞发育区应着重监测下列内容： 1) 地面变形；地面变形； 2) 地下水位的动态变化；地下水位的动态变化； 3) 场区及其附近的抽水情况。场区及其附近的抽水情况。 4) 地下水位变化对土洞发育和塌陷发生的影响。地下水位变化对土洞发育和塌陷发生的影响。 滑坡监测应包括下列内容：滑坡监测应包括下列内容： 1)1)滑坡体的位移；滑坡体的位移；2)2)滑面位置及错动；滑面位置及错动；3)3)滑坡裂缝的发生和发展；滑坡裂缝的发生和发展；4)4)滑坡体内外地下

59、水位、流向、泉水流量和滑坡体内外地下水位、流向、泉水流量和滑带孔隙水压力；滑带孔隙水压力；5)5)支挡结构及其他工程设施的位移、变形、支挡结构及其他工程设施的位移、变形、裂缝的发生和发展。裂缝的发生和发展。 8.6.3 地下水的监测地下水的监测 根据根据岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(GB 500212001)规定，在下规定，在下列情况下应进行地下水的监测：列情况下应进行地下水的监测： 1) 地下水位的升降影响岩土稳定。地下水位的升降影响岩土稳定。 2) 地下水位上升产生浮托力对地下室和地下构筑物的防潮、地下水位上升产生浮托力对地下室和地下构筑物的防潮、防水或稳定性产生较大影响时。防水或稳定

60、性产生较大影响时。 3) 施工排水对拟建工程或相邻工程有较大影响时。施工排水对拟建工程或相邻工程有较大影响时。4)4)施工或环境条件改变施工或环境条件改变,造成的孔隙水压力、地下水压力变造成的孔隙水压力、地下水压力变化化,对工程设计或施工有较大影响时。对工程设计或施工有较大影响时。5)5)地下水位的下降造成区域性地面沉降时。地下水位的下降造成区域性地面沉降时。6)6)地下水位升降可能使岩土产生软化、湿陷、胀缩时。地下水位升降可能使岩土产生软化、湿陷、胀缩时。7)7)需要进行污染物运移对环境影响的评价时。需要进行污染物运移对环境影响的评价时。 地下水位的监测一般可设置专门的地下水位观测孔，地下水